聖塔非研究所

時間序列中的模式發現,第一部分:理論、演算法、分析與收斂

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 下午06:05

摘要 我們提出了一種新演算法,用於發現時間序列和其他順序資料中的模式。我們展示了一個可靠的過程,用於建立最小的隱藏馬可夫狀態集,該狀態在統計上能夠產生資料中所展示的行為——底層過程的因果狀態。與將隱馬可夫模型 (HMM) 擬合到資料的傳統方法不同,我們的演算法不對過程的因果架構(隱藏狀態的數量及其轉換結構)做出假設,而是從資料中推斷出來。它從最小結構的假設開始,僅在資料需要時才…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #699
  • 日期:2026-03-18

摘要

我們提出了一種新演算法,用於發現時間序列和其他順序資料中的模式。我們展示了一個可靠的過程,用於建立最小的隱藏馬可夫狀態集,該狀態在統計上能夠產生資料中所展示的行為——底層過程的因果狀態。與將隱馬可夫模型 (HMM) 擬合到資料的傳統方法不同,我們的演算法不對過程的因果架構(隱藏狀態的數量及其轉換結構)做出假設,而是從資料中推斷出來。它從最小結構的假設開始,僅在資料需要時才引入複雜性。此外,它推斷的因果狀態具有傳統 HMM 狀態所缺乏的重要預測最適性特性。在第一部分中,我們介紹演算法,回顧背後的理論,證明其漸近可靠性,並使用大偏差理論來估計其收斂速度。在接下來的第二部分中,我們概述了該演算法的實現,說明了其發現「困難」模式的能力,並將其與各種替代方案進行了比較。